中等职业学校电子技能竞赛考题学生组Word格式.docx
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R28/R17/RP4/C16/C12/C11/Q1组成放大电路，将取样电阻的电压进行放大，调节RP4可调整放大电路的静态点。
D8和C11组成检波电路，将交流信号转换成直流电压。
RP3/R16/R15/R27/U1D组成电压比较器，调整RP3可设置比较器的参考点电压。
U3A/R9/C9/S1组成过流锁存电路。
LED1和R6组成过流保护指示电路，LED1点亮时过流保护启动。
手动开关机电路：
C15/R10/R11/S2/R24/LED2/U3B组成手动开关机电路，U3B为D触发器，按一次S2输出翻转一次，U3B的输出端Q通过D4控制开关机电路。
3、电路目的
将±
12V通过J3接入，AC24V通过J2接入，J1为电压输出端，LED5为输出指示灯。
A、开启±
12V电源，关闭AC24V电源。
输出端电压为30V±
2V；
喇叭BT1发出滴滴滴…..的报警音；
按S1键可开关机，关机后输出为0V；
短接输出端，保护电路启动，电路停止工作，输出为0V
B、开启±
12电源，开启AC24V电源。
输出端电压J1=输入端电压J2，报警音消失。
C、关闭±
12电源，开启AC24V电源，输出端电压J1=输入端电压J2，报警音消失。
图2电路原理图
4.PCB元件布置图，详见图3和图4
图3顶层元件布置图
图4底层元件布置图
5.元件清单
序号
名称
规格
代号
封装
1
色环电阻
1kΩ
R32
AXIAL0.3
51
电解电容
10uf/50V
C12
RB2.5/5
2
R33
52
C9
3
1Ω/1W
R34
AXIAL0.5
53
100uf/25V
C19
RB4/7
4
3kΩ
R4
54
C20
5
4.7k
R24
55
独石电容
0.1uf
C3
RAD0.2
6
4.7kΩ
R7
56
C4
7
R6
57
C2
8
R5
58
C7
9
10k
R35
59
0.01uf
C16
10
10kΩ
R10
60
C5
11
R13
61
C8
12
R16
62
C1
13
R18
63
贴片电容
C6
0805
14
R12
64
二极管
1N4007
D11
1N4001
15
R17
65
D10
16
R9
66
D9
17
R15
67
1N4148
D3
DIODE7.75
18
R14
68
D6
19
R11
69
D5
20
20kΩ
R22
70
D7
21
22kΩ
R2
71
D2
22
R1
72
D8
23
R3
73
D4
24
47kΩ
R23
74
D1
25
47Ω
R36
axial0.3
75
D12
26
100kΩ
R27
76
发光二极管
M3红色
LED2
LED0.1
27
R28
77
LED3
28
R25
78
LED4
29
R26
79
LED1
30
200kΩ
R30
80
LED5
31
R31
81
贴片三极管
1815
Q5
SOT-23/C1815
32
贴片电阻
R8
82
Q3
33
R20
83
Q4
34
R21
84
三极管
Q1
TO-92C/C1815
35
R19
85
Q2
36
R29
86
D772
Q6
D882
37
压敏电阻
7D390
RV1
RAD0.3
87
Q7
38
可调电位器
10kΩ*2
RP5
KT
88
集成电路
4013
U3
DIP14
39
可调电阻
RP1
VR3362
89
40106
U5
SOP-14
40
RP4
90
LM324
U1
41
RP3
91
接线端子
CON2
J1
2-5.08
42
RP2
92
J2
43
50kΩ
RP6
93
CON3
J3
3-5.08
44
1uf/50V
C18
94
光耦
PC817
U4
DIP4
45
10uf
C17
95
继电器
MR62-24USR
K2
8JJDQ
46
10uf/25V
C15
96
SRSB-12VDC
K1
JH23F
47
C11
97
按键
6*6mm
S2
6*6KEY
48
C10
98
S1
49
C14
99
变压器
12V/36V3W
T1
12/1.5W变压器
50
C13
100
扬声器
8Ω/0.5W
BT1
8/28
表1
1、运算放大器LM324
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，其内部包含4组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，两组运算放大器相互独立，引脚及内部方框图如图5所示，LM324具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用于各种电路中。
图5
2、双D触发器CD4013
CD4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。
每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及（Q非）输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。
在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。
置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。
引脚图见图6，真值表见表2。
图6表2
3、6非门CD40106（输入带施密特触发）
CD40106型是在输入级具有施密特触发功能的反相器。
在输入波形的上升段和下降段，其阀值电压不同。
CD40106的引脚图如图7。
图7
4、变压器
变压器采用普通工频变压器，初级为12V,次级为36V,外形见图8。
图8
侧视图高压侧低压侧
压敏电阻器简称VSR，是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。
它在电路中用文字符号“RV”或“R”表示，图9是外形图，图10为电路图形符号。
5、压敏电阻
图10
图9
1、焊接说明
A、变压器焊接时应注意高压端和低压端，低压端12V焊接在三极管Q6/Q7侧，高压端36V焊接在继电器输出侧；
B、可调电位器RP5金属部分需接地。
2、调试方法
A、调试前的准备工作
通过J3端子接入+12V、-12V和GND工作电源（注意电源极性）。
通过J2端子接入AC24V。
将RP1调整至接地端，即输出电压为0处；
将RP6的电阻值调节到最小位置；
将RP4的阻值调节到最小位置。
完成以上步骤后可将±
12电源接通。
B、开关机控制电路：
开关机控制电路的执行部件为K1，当K1吸合时由U1B输出的信号对地短接，升压电路无法工作。
继电器K1由3个单元电路进行控制，分别为手动开关机电路、过流检测电路和交流电源检测电路，要调试其他电路前，应将先将以上3块电路调试正常，使K1处于断开状态。
手动开关机电路调试：
手动开关机电路以D触发器为核心，数据输入端D与输出端Q相连，S2作为D触发器的时钟信号，当S2按下时电路翻转一次，当LED2熄灭时，U3的13脚输出为低电平，手动开关机电路不参与对K1的控制。
过流检测电路：
在此处先不介绍过流检测电路的调试方法，其主要目的是先将过流检测电路关闭，使过流检测电路不参与对K1的控制，关闭过流检测电路的方法，首先调节RP4使Q1电压为最小值（一般为1V以下）。
其次调节RP3使RP3动触点的输出电压为12V。
最后按下S1键使LED1熄灭，此时U3A的1脚输出为低电平，证明过流检测电路未参与对K1的控制。
交流电源检测电路：
先不接入AC24V电源即交流电源检测电路不参与对K1的控制。
总之在调试升压电路之前应使K1处于断开状态！
！
C、正弦波振荡电路调试。
通电前请将RP1调整到最小点，即RP1的动触点输出电压为0V。
接通±
12V电源，用示波器测量U1的1脚，观察电路是否起振，若未起振调节RP2使电阻减小增大正反馈量，使电路起振。
若输出的正弦波失真了，调节RP2使电阻增大减小失真度。
调节RP5可改变电路的振荡频率。
在调试振荡电路时通过调整RP5和RP3使电路输出频率为50Hz±
1Hz的标准正弦波。
D、放大和升压电路调试。
调节RP6使等效电阻值最小，调节RP1使RP1输出端的正弦波峰值电压为2V。
检查压敏电阻RV1是否焊接正确。
接入±
12V电源断开AC24V电源，用万用表测量J1电压，此时调节RP6使J1的输出电压为AC30V。
注意：
此电路调试时K1不能处于吸合状态，导致K1吸合升压电路将停止工作。
E、交流电源检测和输出切换电路调试：
当AC24V接入时，D10和C17组成整流滤波电路，为光耦U4初级供电，光耦初级通电后次级导通，电流通过光耦次级通过D2使三极管Q2导通继电器K1吸合，此时升压电路关闭。
AC24V接入时，继电器K2吸合，交流输出端J1通过继电器K2的常开触点与J2接通；
当AC24V未接入时继电器K1、K2断开，此时升压电路开始工作，由升压电路产生的交流电源通过K2的常闭触点输出到J1。
F、交流电源失电告警电路：
失电告警电路由U5和相关的外部元件组成，当AC24V接入时，光耦U4次级导通，三极管Q3导通，音频振荡电路和间歇振荡电路输出的信号通过二极管D6和D7对地短路，此时喇叭不发出声音证明交流电源存在。
当AC24V为接入时Q3截止，通过间歇信号通过Q4调制音频信号使喇叭发出滴滴滴…..的声音，告知使用者停电了。
G、过流检测电路调试：
先按S2键关闭升压电路，R17/R28/C16/C12/RP4/Q1组成的三极管基本放大电路，调节RP4可改变电路的静态工作点，调节RP4使三极管C极电压为3±
0.5V。
RP3为比较器的参考电压设置点，调节RP3可调整过流保护的启动值。
D触发器U3A和S1/C9/R9组成的过流保护锁存电路，S端为逻辑1时输出端Q为1，R端为逻辑1时输出端Q为0，S1作为过流保护后的清除按键。
若电流过大超出设定值比较器输出为1，此时D触发器U3A输出端Q输出为1，通过二极管D3使K1吸合关闭升压电路，从而起着过流保护的作用，升压电路关闭后取样电阻R34无电压信号，比较器输出为逻辑0，但此时D触发器输出Q仍然为逻辑1，只能通过按下S1键使输出清零，从其启动升压电路。
H、LED指示说明：
LED1过流保护指示灯，点亮时表示过流保护启动；
LED2手动开关机指示灯，点亮时表示关机；
LED3电源指示灯，点亮时表示DC12V工作电源正常；
LED4升压电路工作指示灯，点亮时表示升压电路已输出交流电压；
LED5输出指示灯，电路时表示交流电源输出端J1输出正常。
3、整机试验
图1
J3接入±
12V电源，J2接入AC24V电源，此时J1电压等于J2电压，升压电路停止工作，当断开AC24V电压时，喇叭发出滴滴滴…..的报警音，J1的电源等于30V，按下S2键可开关J1输出的30V电压，当J1输出端短路时LED1点亮J1输出电压等于0V，短路消除后按下S2键J1从新输出30V电压。
二、考题答卷部分
2.1电子产品装配（30分）
元件包中大概有30%的多余材料用于筛选，请根据电路原理图和元材料清单筛选出合适的原材料，并完成2.2项的元件测试报告。
元件焊接标准及工具的使用标准见下表：
内容
技术要求
配分
评分标准
得分
元器件引脚
1、引脚加工尺寸及成形应符合装配工艺要求
1、检查成品，不符合要求的，每处每件扣0.5分/件。
2、根据监考记录，工具的不正确操作，每次扣0.5分。
元器件安装
2、元件高度及字符方向应符合工艺要求
3、元件安装横平竖直
4、电路板底层安装贴片元件
焊点
5、焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺
6、焊盘不应脱落
7、修脚长度适当，一致，美观
安装质量
8、集成电路、二三极管等及导线安装均应符合工艺要求
9、元器件安装牢固，排列整齐
10、无烫伤和划伤，整机清洁无污物
常用工具的
使用和维护
11、电烙铁的正确使用
12、钳口工具的正确使用和维护
13、万用表正常使用和维护
14、毫伏表正常使用和维护
15、示波器正常使用和维护
2.2参数测试（25分）
1、筛选元件（10分）
将下表中涉及元器件检测结果填入表中。
质量判定填写“可用”、“断路”、“短路”、“漏电”。
所使用的万用表型号为:
____________________________
元器件
识别及检测内容
评分标准
电阻器
标称值（含误差）
测量值
测量档位
每支1分
错1项，该电阻不得分。
电容器
标称值（µ
f）
介质
质量判定
错1项，该电容不得分。
正向
电阻
反向
错1项，该二极管不得分。
画外形示意图
标出管脚名称
电路符号
错1项，该三极管不得分。
线圈电阻
错1项，该可调电阻不得分。
质量判断
错1项，该蜂光耦不得分。
元件挑选
全部元器件
元件应用正确
2分
检查电路板上安装的元件，装错、漏装或操作损坏元件扣0.5分/件。
万用表的
万用表正常使用和维护
操作全过程中，对万用表的使用逐工位检查
各项操作方法不当及错误操作手法扣0.5分/项
2、电路原理分析和参数测试（共15分，每空0.5分）
（1、电阻R35的作用是什么。
（2、可调电阻RP4的作用是什么。
（3、电容C14的作用是什么。
（4、由U1B和外围元件组成的什么电路（反比例运算放大电路，同比例运算放大电路，电压比较器）。
（5、三极管Q6/Q7和外围元件组成什么功率放大电路（OTL、OCL、BTL）。
（6、压敏电阻RV1的作用是什么（过压保护、限流、滤波）。
（7、二极管D4/D3/D2组成什么逻辑关系（与、或、异或）。
（8、三极管Q4工作于什么状态（放大、开关、检波）。
（9、三极管Q1工作于什么状态（放大、开关、检波）。
（10、U1D和外围元件组成（反比例运算放大电路，同比例运算放大电路，电压比较器）。
（11、二极管D7的作用是（整流、开关隔离、钳位）。
（12、二极管D10的作用是（整流、开关隔离、钳位）。
（13、二极管D1的作用是（整流、开关隔离、钳位）。
（14、电容C18的作用是（滤波、耦合、振荡）。
（15、三极管Q2的C极和E极击穿升压电路将（停止工作、正常工作、输出电压降低）。
（16、若三极管Q3的C极和E极开路告警电路将发出滴滴滴……报警声（正常、连续、始终不）。
（17、正弦波振荡电路中的C2增大，其振荡频率（增大、减小）。
（18、音频振荡电路中的R8减小，其振荡频率（增大、减小）。
（19、当升压电路工作时R34两端电压为V。
（20、当升压电路正常工作时整机
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